MODELING OF THE WASTEWATER TREATMENT SYSTEM OF LIVESTOCK FARMS
DOI 10.12737/2782-490X-2024-60-69 УДК 628.35:636
Keywords:
agriculture, Petri nets, system analysis, complex systems, wastewater treatmentAbstract
Among the sources of pollution of surface water bodies from agricultural activities, livestock, pig and poultry complexes can be prioritized, which are uncontrolled and diffuse sources of suspended solids, organic compounds, biogenic elements, heavy metals and pathogenic microflora, which causes biochemical pollution and has a particularly detrimental effect on the state of inland reservoirs. Wastewater from agricultural processing enterprises and household water from rural settlements with unpredictable pollutants play a significant role in pollution. The livestock sector is one of the largest consumers of water. The large number of animals in a confined space, the use of hydraulic harvesting systems when removing their waste products, leads to the formation of manure in significant quantities. Sanitary and hygienic standards in industrial premises are supported with the help of water – animals are washed with it, rooms are cleaned, and they are disinfected, food is prepared, dishes and equipment are washed, manure is washed off with water, and so on. Accordingly, as the demand for water in animal husbandry increases, the volume of wastewater discharge that contains manure into nearby water bodies increases. The effluents that are formed as a result of the activities of the livestock sector are classified as containing a large amount of harmful substances with a high concentration. Depending on the sources of pollution and the main pollutants, technical solutions should be developed to reduce the volume of wastewater and its treatment. The effectiveness of their functioning can be ensured with the help of modern information processing methods, using methods of system analysis of complex objects based on a mathematical description of the technological process. To analyze the state of the treatment system as a whole and predict the development of emergency situations, a software implementation of a wastewater treatment system for livestock farms was created.
References
Шигапов И. И., Краснова О. Н., Симонов Г. А. Использование текстильных аэраторов для очистки
сточных вод в животноводческих фермах // В сборнике: Инновационные достижения науки и техники
АПК. Сборник научных трудов Международной научно-практической конференции. 2019. С. 464-468.
Использование текстильных фильтров для очистки сточных вод в животноводческих фермах / И. И.
Шигапов, Б. Р. Ахмадов, О. Н. Краснова, Г. А. Симонов // В сборнике: Аграрная наука и образование на
современном этапе развития: опыт, проблемы и пути их решения. Материалы X Международной научнопрактической конференции. В 2-х томах. Ульяновск, 2020. С. 326-331.
Инновационное устройство для очистки сточных вод животноводческих ферм / И. И. Шигапов, Г. А.
Симонов, Б. Р. Ахмадов, Ю. Р. Гирфанова, О. Н. Краснова // Сельский механизатор. 2021. № 2. С. 20-21.
Шигапов И. И., Ахмадов Б. Р., Краснова О. Н. Современные технические средства для очистки сточных вод в животноводческих фермах // Peasant. 2021. № 4 (93). С. 126-130.
Текстильные барботажные фильтры-аэраторы для очистки сточных вод на животноводческих фермах / И. И. Шигапов, Р. Н. Байгуллов, О. Н. Краснова, Б. Р. Ахмадов // Сельский механизатор. 2022. № 7.
С. 20-21.
Инновационные методы и технические средства для очистки сточных вод в животноводческих Аграрная наука и образование на современном этапе развития: опыт, проблемы и пути их решения. Материалы Национальной научно-практической конференции. В 2-х томах. 2019. С. 192-196.
Полякова Ю. В., Кожанова А. А., Маланин Н. С. Барбатажные аэраторы для очистки сточных вод в
животноводческих фермах // В сборнике: Молодые исследователи агропромышленного и лесного комплексов – регионам. Сборник научных трудов по результатам работы IV международной молодежной научнопрактической конференции. 2019. С. 262-267.
Использование текстильных фильтров для очистки сточных вод в животноводческих фермах / И. И.
Шигапов, О. Н. Краснова, Н. С. Маланин, Ю. В. Полякова, А. А. Кожанова // В сборнике: Актуальные проблемы аграрной науки: состояние и тенденции развития. Материалы Национальной научно-практической
конференции. 2019. С. 261-266.
Технические средства для очистки сточных вод в животноводческих фермах / И. И. Шигапов, О. Н.
Краснова, Ю. В. Полякова, А. А. Кожанова, Н. С. Маланин // В сборнике: Актуальные проблемы аграрной
науки: состояние и тенденции развития. Материалы Национальной научно-практической конференции.
С. 276-282.
Салахова И. Ф., Хисамеева Л. Р. Проектирование систем водоотведения животноводческих ферм // В
сборнике: Современные проблемы и перспективы развития строительства, теплогазоснабжения и энергообеспечения. Материалы Х Национальной конференции с международным участием. Саратов, 2020.
С. 187-190.
Иванов А. А. Решения по очистке навозных стоков животноводческих комплексов для снижения
техногенной нагрузки на водные объекты // Тенденции развития науки и образования. 2020. № 68-3.
С. 44-47.
Губейдуллин Х. Х., Исайчев В. А., Шигапов И. И. Механическая и биологическая очистка животноводческих ферм с применением спирально-винтовых механизмов // Научный вестник Технологического
института - филиала ФГБОУ ВПО Ульяновская ГСХА им. П.А. Столыпина. 2013. № 11. С. 113-116.
Лопаева Н. Л. Очистка сточных вод на птицеводческих предприятиях // В книге: Теоретические,
практические и безопасные аспекты ведения сельского хозяйства. сборник тезисов круглого стола. 2021. С.
-67.
Савдур С. Н. Моделирование системы очистки сточных вод животноводческих ферм на основе сетей
Петри // Агробиотехнологии и цифровое земледелие. 2023. № 2 (6). С. 57-62.
Галингер И. О. Экологические проблемы свиноводства и пути их решения // В сборнике: Проблемы
агроэкологии АПК Сибири. Сборник трудов Всероссийской с международным участием научнопрактической конференции, посвященной 50-летию научной деятельности доктора сельскохозяйственных
наук, профессора А.С. Моторина и 25-летию кафедры Экологии и рационального природопользования. Тюмень, 2023. С. 175-179.
Методы очистки и утилизации отходов животноводства / Х. Х. Тебуев, М. Х. Хуратижева, Т. А. Сасиков, И. М. Хамокова // В сборнике: экономические, биотехнико-технологические аспекты устойчивого
сельского развития в условиях цифровой трансформации. сборник научных трудов по итогам VII Международной научно-практической конференции памяти Б.Х. Жерукова. Нальчик, 2019. С. 153-157.
Ковалев А. А. Материальный и тепловой баланс системы очистки навозных стоков с применением
компрессионного теплового насоса // Вестник ВИЭСХ. 2015. № 4 (21). С. 114-119.
Савдур С. Н. Моделирование системы очистки сточных вод животноводческих ферм на основе сетей
Петри // В сборнике: Глобальные вызовы для продовольственной безопасности: риски и возможности. Научные труды международной научно-практической конференции. Казань, 2021. С. 446-454.
Shigapov I. I., Krasnova O. N., Simonov G. A. [The use of textile aerators for wastewater treatment in livestock
farms]. V sbornike: Innovacionnye dostizhenija nauki i tehniki APK. Sbornik nauchnyh trudov Mezhdunarodnoj nauchnoprakticheskoj konferencii. 2019: 464-468.
Shigapov I. I., Akhmadov B. R., Krasnova O. N. [The use of textile filters for wastewater treatment in livestock
farms]. V sbornike: Agrarnaja nauka i obrazovanie na sovremennom jetape razvitija: opyt, problemy i puti ih reshenija.
Materialy X Mezhdunarodnoj nauchno-prakticheskoj konferencii. V 2-h tomah. Ul'janovsk. 2020: 326-331.
Shigapov I. I., Simonov G. A., Akhmadov B. R. [Innovative device for wastewater treatment of livestock farms].
Sel'skij mehanizator. 2021; 2: 20-21.
Shigapov I. I., Akhmadov B. R., Krasnova O. N. [Modern technical means for wastewater treatment in livestock
farms]. Peasant. 2021; 4 (93): 126-130.
Shigapov I. I. Baigullov R. N., Krasnova O. N. [Textile bubbling filters-aerators for wastewater treatment on livestock farms]. Sel'skij mehanizator. 2022; 7: 20-21.
Shigapov I. I., Krasnova O. N., Polyakova Yu. V. [Innovative methods and technical means for wastewater treatment in livestock farms]. V sbornike: Agrarnaja nauka i obrazovanie na sovremennom jetape razvitija: opyt, problemy i
puti ih reshenija. Materialy Nacional'noj nauchno-prakticheskoj konferencii. V 2-h tomah. 2019: 192-196.
Polyakova Yu. V., Kozhanova A. A., Malanin N. S. [Barbate aerators for wastewater treatment in livestock farms].
V sbornike: Molodye issledovateli agropromyshlennogo i lesnogo kompleksov – regionam. Sbornik nauchnyh trudov po
rezul'tatam raboty IV mezhdunarodnoj molodezhnoj nauchno-prakticheskoj konferencii. 2019: 262-267.
Shigapov I. I., Krasnova O. N., Malanin N. S. [The use of textile filters for wastewater treatment in livestock farms].
V sbornike: Aktual'nye problemy agrarnoj nauki: sostojanie i tendencii razvitija. Materialy Nacional'noj nauchnoprakticheskoj konferencii. 2019: 261-266.
Shigapov I. I., Krasnova O. N., Polyakova Yu. V. [Technical means for wastewater treatment in livestock farms]. V
sbornike: Aktual'nye problemy agrarnoj nauki: sostojanie i tendencii razvitija. Materialy Nacional'noj nauchnoprakticheskoj konferencii. 2019: 276-282.
Salakhova I. F., Khisameeva L. R. [Designing drainage systems for livestock farms]. V sbornike: Sovremennye
problemy i perspektivy razvitija stroitel'stva, teplogazosnabzhenija i jenergoobespechenija. Materialy H Nacional'noj konferencii s mezhdunarodnym uchastiem. Saratov. 2020: 187-190.
Ivanov A. A. [Solutions for cleaning manure runoff of livestock complexes to reduce the anthropogenic load on
water bodies]. Tendencii razvitija nauki i obrazovanija. 2020; 68-3: 44-47.
Gubeidullin H. H., Isaichev V. A., Shigapov I. I. [Mechanical and biological purification of livestock farms using
spiral-screw mechanisms]. Nauchnyj vestnik Tehnologicheskogo instituta - filiala FGBOU VPO Ul'janovskaja GSHA im.
P.A. Stolypina. 2013; 11: 113-116.
Lopaeva N. L. [Wastewater treatment at poultry enterprises]. V knige: Teoreticheskie, prakticheskie i bezopasnye
aspekty vedenija sel'skogo hozjajstva. sbornik tezisov kruglogo stola. 2021: 65-67.
Savdur S. N. [Modeling of the wastewater treatment system of livestock farms based on Petri nets]. Agrobiotehnologii i cifrovoe zemledelie. 2023; 2 (6): 57-62.
Galinger I. O. [Environmental problems of pig farming and ways to solve them]. V sbornike: Problemy agrojekologii APK Sibiri. Sbornik trudov Vserossijskoj s mezhdunarodnym uchastiem nauchno-prakticheskoj konferencii,
posvjashhennoj 50-letiju nauchnoj dejatel'nosti doktora sel'skohozjajstvennyh nauk, professora A.S. Motorina i 25-letiju
kafedry Jekologii i racional'nogo prirodopol'zovanija. Tjumen'. 2023: 175-179.
Tebuev, H. H., Khuratizheva M. H., Sasikov T. A. [Methods of cleaning and disposal of livestock waste]. V
sbornike: jekonomicheskie, biotehniko-tehnologicheskie aspekty ustojchivogo sel'skogo razvitija v uslovijah cifrovoj
transformacii. sbornik nauchnyh trudov po itogam VII Mezhdunarodnoj nauchno-prakticheskoj konferencii pamjati B.H.
Zherukova. Nal'chik. 2019: 153-157.
Kovalev A. A. [Material and thermal balance of the manure wastewater treatment system using a compression heat
pump]. Vestnik VIJeSH. 2015; 4 (21): 114-119.
Savdur S. N. [Modeling of the wastewater treatment system of livestock farms based on Petri nets]. V sbornike:
Global'nye vyzovy dlja prodovol'stvennoj bezopasnosti: riski i vozmozhnosti. Nauchnye trudy mezhdunarodnoj nauchnoprakticheskoj konferencii. Kazan'. 2021: 446-454.
